Williams, Dudley Howard

Dudley Howard Williams ( ing.  Dudley Howard Williams ; 25 mai 1937 , Farsley, Yorkshire  - 3 noiembrie 2010 , Cambridge ) - biochimist englez , unul dintre fondatorii rezonanței magnetice nucleare (RMN), spectrometriei de masă (MS) și recunoașterii moleculare . S-a stabilit structura și mecanismul de acțiune al familiei de antibiotice vancomicine . Profesor la Universitatea din Cambridge ( 1996 ), membru al Societății Regale din Londra ( 1983 ), laureat al Premiului Bader ( 1991 ) și Leo Friend ( 1996 ).

Biografie

Dudley Howard Williams s-a născut pe 25 mai 1937 în satul Farsley, Yorkshire . Deja în anii săi de școală, Williams și-a arătat interes pentru fizică și chimie , îi plăcea sportul: îi plăcea să joace fotbal și cricket , era căpitanul echipei școlii.

Williams a primit prima diplomă de licență în chimie de la Universitatea din Leeds în 1958 . Curând după aceea, în 1961, și-a susținut teza de doctorat despre sinteza vitaminei D și a compușilor înrudiți.

În 1961, s-a mutat la Universitatea Stanford ( SUA ), unde a studiat utilizarea RMN și MS pe structurile compușilor steroizi , a studiat influența structurii și naturii grupurilor funcționale asupra poziției semnalelor de schimbare chimică , a valorilor a constantelor de cuplare spin-spin în RMN și natura fragmentării în spectrele de masă.

În 1964, Williams sa întors în Marea Britanie, a primit un post de junior la Universitatea din Cambridge , la Churchill College , unde a rămas până la pensionare. În același an, el a scris primul său manual, Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, care mai târziu a devenit foarte popular și a fost tradus în șapte limbi. În 1983 a devenit membru al Societății Regale din Londra . În 1996 a primit titlul de profesor de chimie biologică.

Williams s-a pensionat în 2004, a petrecut mult timp cu familia sa și a început să scrie o carte care a început la mijlocul anilor 1980, Truth Check, care a fost publicată în 2013 după moartea sa.

În vara lui 2010, Williams a fost diagnosticat cu un carcinom hepatic agresiv . La scurt timp după aceea, pe 3 noiembrie, Dudley Williams a murit la Cambridge Hospice [1] .

Cercetare științifică

Spectroscopie RMN

La începutul anilor 1960, spectroscopia RMN era în curs de dezvoltare. Majoritatea chimiștilor organici nu știau despre acest tip de analiză și potențialul utilizării sale, au folosit metode alternative pentru a stabili structurile compușilor.

În timp ce se afla la Universitatea Stanford , Williams a studiat aplicabilitatea acestei metode la analiza structurilor steroizilor , influența factorilor electronici și a geometriei compușilor asupra poziției deplasărilor chimice și amploarea constantelor interacțiunii spin-spin. El a descoperit că diverși solvenți aromatici pot forma complexe temporare cu moleculele de steroizi, ceea ce duce la o schimbare a poziției semnalului RMN. Ca urmare, s-a demonstrat că în acest fel este posibilă rezolvarea semnalelor suprapuse, creșterea conținutului informațional al spectrului RMN [2] [3] .

În 1969, în timp ce lucra la Universitatea din Cambridge , D. Williams a descoperit că utilizarea diferitelor complexe de lantanide , numite mai târziu reactivi de schimbare , duce la o schimbare a pozițiilor semnalelor RMN. Efectul unor astfel de reactivi este similar cu înlocuirea solvenților, cu toate acestea, deplasarea semnalului este mult mai puternică, ceea ce duce la o rezoluție și mai mare și un conținut de informații mai mare al spectrului RMN [4] [5] . În următorii doi ani, Williams a folosit acest reactiv pentru a stabili structura antibioticului echinomicină [6] .

Spectrometrie de masă

Începând cu 1961, Williams a început să studieze spectrometria de masă . În munca sa, a dorit să stabilească relația dintre structura compusului și fragmentarea obținută în urma experimentului. Williams a folosit o colecție extinsă de steroizi care conțineau diferite grupuri funcționale. Pentru a studia mecanismele de fragmentare în moleculele studiate, atomii de hidrogen au fost înlocuiți în anumite locuri cu un atom de deuteriu. În fragmentele rezultate, deuteriul a acționat ca o etichetă, indicând fără ambiguitate poziția fragmentului în molecula originală [7] [8] .

După ce s-a mutat la Cambridge, Williams a început să studieze mecanismele reacțiilor lente monomoleculare în fază gazoasă care apar ca urmare a fragmentării ionilor metastabili. În urma acestor studii, au fost publicate o serie de lucrări privind mecanismele reacțiilor periciclice interzise de simetrie [9] [10] .

La începutul anilor 1970, Williams a început să studieze mecanismul de activare a vitaminei D. Vitamina D marcată cu tritiu în poziţia C1 a fost hrănită şobolanilor care sufereau de rahitism . După izolarea metaboliților și efectuarea analizei MS, omul de știință a descoperit că nu există nicio etichetă de tritiu în fragmentele moleculei. Ca rezultat al muncii sale, Williams a descoperit că forma inactivă a vitaminei D este hidroxilată de două ori în organism: mai întâi în ficat și apoi în rinichi la forma 1,25-dihidroxi. După cum sa dovedit, acest metabolit este responsabil pentru absorbția calciului în fluxul sanguin și este necesar pentru formarea oaselor sănătoase. Aceasta descoperire a fost primul pas catre un remediu pentru insuficienta renala .

În 1979, Williams a asambla un prototip de spectrometru de masă cu o nouă metodă de ionizare: un spectrometru de masă cu bombardament atomic rapid . Ca urmare, analiza compușilor extrem de complexi a devenit posibilă: antibiotice polare , nucleozide și peptide . Această metodă s-a dovedit a fi extrem de utilă în secvențierea peptidelor active biologic. Aceste lucrări au rezultat într-un număr de lucrări foarte citate [11] [12] [13] .

Dezvoltarea ulterioară a metodelor de ionizare MS a permis lui Williams să studieze interacțiunile care apar în procesul de legare a proteinelor la liganzi. Folosind schimbul hidrogen-deuteriu, omul de știință a arătat că, ca urmare a legării, are loc „compresia structurală”, iar densitatea de împachetare a proteinelor crește. Pe baza acestor experimente, Williams a explicat afinitatea mare a proteinelor pentru liganzi [14] .

Antibioticele cu vancomicină și recunoașterea moleculară

În 1969, Williams a început să studieze structura vancomicinei  , un antibiotic natural puternic. După patruzeci de ani de muncă, a reușit să colecteze numeroase date (date cristalografice și termodinamice, spectre RMN și MS), care i-au permis nu numai să stabilească fără ambiguitate structura vancomicinei și a compușilor ei aferenti, ci și să stabilească interacțiunile care conduc la recunoașterea moleculară și activitatea antibiotică [15] .

Familie și copii

Williams s-a căsătorit pe 9 martie 1963 cu Lorna Patricia Phyllis (Pat) Bedford. S-au cunoscut în 1960 la Universitatea din Leeds , unde Pat lucra ca secretar la Chimie.

În 1966, li s-a născut Mark, iar mai târziu, în 1969, al doilea fiu al lor, Simon. Williams a călătorit frecvent cu soția și copiii săi. Erau foarte pasionați de schi, camping și alpinism ; jucau adesea snooker , cricket și squash în grădina lor .

După pensionare, Williams a avut ocazia să petreacă mult mai mult timp cu familia sa. A cântat des cu cele trei nepoate și a susținut și concerte de pian seara [1] .

Calități personale, hobby-uri

Williams a fost un om de știință extrem de entuziast: conversațiile sale au atins întotdeauna subiectele lucrărilor sale științifice. În ciuda acestui fapt, îi plăcea adesea să glumească cu studenții și colegii săi, scria poezii batjocoritoare, dar întotdeauna amabile despre ei.

În activitățile sale de predare, D. Williams a căutat întotdeauna să dezvolte gândirea non-standard la elevii săi. El credea că nu există întrebări stupide, sublinia mereu că este important să poți pune întrebări corect și să le răspunzi [1] .

Tatăl lui Williams cânta adesea la pian și, de asemenea, l-a învățat pe fiul său cum să cânte. Williams a devenit ulterior un pianist desăvârșit, păstrându-și dragostea de a cânta de-a lungul vieții.

Onoruri și premii

• 1966 Medalia Meldola, Institutul Regal de Chimie.
• 1968 Medalia Corday-Morgan, Societatea de Chimie.
• 1983 Fellow of the Royal Society, Medalia Tilden, Royal Society of Chemistry.
• 1984 Structural Chemistry Prize, Royal Society of Chemistry.
• 1990 Academia Europaea.
• 1991 Premiul Bader, Societatea Regală de Chimie.
• 1996 Leo Friend Award, American Chemical Society.

Note

1. ↑ 1 2 3 4 Sanders JKM, Robinson DCV Dudley Howard Williams // Biogr. Mems Fell. R. Soc., 2017, v. 63, p. 567-583.
2. ↑ Williams DH, Bhacca NS Solventoscopy effects in RMN spectr—III: Deplasări chimice induse de benzen în cetone // Tetrahedron, 1965, v. 21, p. 2021-2028.
3. ↑ Bhacca NS, Williams DH Aplicații ale spectroscopiei RMN în chimia organică. San Francisco: Holden-Day, 1964.
4. ^ Sanders JKM , Williams DH Un reactiv de schimbare pentru utilizare în spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară. Un spectru de ordinul întâi al n-hexanolului // J. Chem. soc. Chim. Comm., 1970, v. 7, p. 422-423.
5. ↑ Hinckley CC Schimbări paramagnetice în soluțiile de colesterol și aductul dipiridin al trisdipivalometanateuropium (III). Un reactiv de schimbare // J. Am. Chim. Soc., 1969, v. 91, p. 5160-5162.
6. ↑ Dell A., Williams DH, Morris HR Structure revision of the antibiotic echinomycin // J. Am. Chim. Soc., 1975, v. 97, p. 2497-2502.
7. ↑ Budzikiewicz H., Djerassi C., Williams DH Interpretarea spectrelor de masă ale compușilor organici. San Francisco: Holden-Day, 1964.
8. ↑ Budzikiewicz H., Djerassi C., Williams D.H. Elucidarea structurală a produselor naturale prin spectrometrie de masă. San Francisco: Holden-Day, 1964, v.1, 2.
9. ↑ Williams DH O sondă de stare de tranziție // Acc. Chim. Res., 1977, v. 10, p. 280-286.
10. ↑ Bowen RD, Williams DH, Schwarz H. The Chemistry of Isolated Cations // Angew. Chim. Int. Edit., 1979, v. 18, p. 451-461.
11. ↑ Williams DH, Bradley C., Bojesen G. Spectrometrie de masă cu bombardament atomic rapid: o tehnică puternică pentru studiul moleculelor polare // J. Am. Chim. Soc., 1981v. 103, p. 5700-5702.
12. ↑ Aitken A., Cohen P., Santikarn S., Williams DH Identificarea grupului de blocare NH2-terminal al calcineurinei B ca acid miristic // FEBS Lett., 1982 v. 150, p. 314-318.
13. ↑ Giovannini MG, Poulter L., Gibson BW, Williams DH. Biosinteza și degradarea peptidelor derivate din prohormoni Xenopus laevis // Biochem. J., 1987, v. 243, p. 113-120.
14. ↑ Cataliza enzimatică Williams DH din împachetarea îmbunătățită în structurile lor de tranziție // Curr. Opinează. Chim. Biol., 2010, v. 14, p. 666-670.
15. ^ Williams DH, Bardsley B. The Vancomycin Group of Antibiotics and the Fight against Resistant Bacteria // Angew . Chim. Int. Edit., 1999, v. 38, p. 1172-1193.